(57)【要約】  本開示は、基板をエッチングした後、チャンバ構成要素を洗浄する方法を提供する。一実施例では、洗浄のための方法は、プラズマを使用して、水素含有前駆体及びフッ素含有前駆体を含むエッチング混合ガスを活性化させて、活性化されたエッチング混合ガスを生成することと、処理チャンバの処理領域に活性化されたエッチング混合ガスを供給することであって、処理チャンバが、その中に位置付けされた端部リングを有し、端部リングが、触媒及び抗触媒物質を含み、活性化されたガスが、端部リングから抗触媒物質を取り除く、活性化されたエッチング混合ガスを供給することとを含む。【選択図】図２
2019502269.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄方法であって、
プラズマを使用して、水素含有前駆体及びフッ素含有前駆体を含むエッチング混合ガスを活性化させて、活性化されたエッチング混合ガスを生成することと、
処理チャンバの処理領域に前記活性化されたエッチング混合ガスを供給することであって、前記処理チャンバが、その中に位置付けされた端部リングを有し、前記端部リングが、触媒及び抗触媒物質を含み、前記活性化されたガスが、前記端部リングから前記抗触媒物質を取り除く、前記活性化されたエッチング混合ガスを供給することと
を含む方法。
【請求項２】
前記水素含有前駆体が、Ｈ２、Ｈ２Ｏ、Ｈ２Ｏ２、又はこれらの組み合わせである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記フッ素含有前駆体が、Ｆ２、ＨＦ、ＮＦ３、ＸｅＦ２、ＣＦ４、ＣＦＨ３、ＣＨ２Ｆ２、ＣＨ３Ｆ、又はこれらの組み合わせである、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記水素含有前駆体と前記フッ素含有前駆体との濃度の比率が、少なくとも３：１の比である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
エッチング混合ガスを活性化させることが、処理チャンバのリッド内で画定されたプラズマキャビティから遠隔プラズマを形成することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記端部リングを摂氏約２５度と摂氏約１０００度との間の温度で維持することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
ＲＦ源電力がない状態で遠隔プラズマ処理の間にＲＦバイアス電力を供給することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
処理圧力を０．５Ｔｏｒｒ未満に維持することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記抗触媒物質がチタンである、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
基板を処理するための方法であって、
処理チャンバの処理領域内に位置付けされた基板をエッチングすることであって、前記基板が、触媒を含む端部リングと共に位置付けされ、前記基板をエッチングすることにより、抗触媒物質が前記端部リング上に堆積される、基板をエッチングすることと、
前記基板を前記処理領域から取り除くことと、
水素含有前駆体及びフッ素含有前駆体を含むエッチング混合ガスを使用して遠隔プラズマを形成することと、
前記処理領域内の前記端部リングに前記遠隔プラズマを供給することであって、前記遠隔プラズマが、前記端部リングから前記抗触媒物質を取り除く、前記遠隔プラズマを供給することと
を含む方法。
【請求項１１】
前記水素含有前駆体が、Ｈ２、Ｈ２Ｏ、Ｈ２Ｏ２、又はこれらの組み合わせであり、前記フッ素含有前駆体が、Ｆ２、ＨＦ、ＮＦ３、ＸｅＦ２、ＣＦ４、ＣＦＨ３、ＣＨ２Ｆ２、ＣＨ３Ｆ、又はこれらの組み合わせである、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記水素含有前駆体と前記フッ素含有前駆体との濃度の比率が、少なくとも３：１の比である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
エッチング混合ガスを活性化させることが、処理チャンバのリッド内で画定されたプラズマキャビティから遠隔プラズマを形成することをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
ＲＦ源電力がない状態で遠隔プラズマ処理の間にＲＦバイアス電力を供給することをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記抗触媒物質がチタンである、請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［０００１］本発明の実装形態は、概して、半導体製造用途において使用されるエッチングハードウェアを洗浄する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
［０００２］サブハーフミクロン及びより小さな特徴を確実に生産することは、半導体デバイスの次世代の超大規模集積（ＶＬＳＩ）及び極超大規模集積（ＵＬＳＩ）の主要な技術的課題のうちの１つである。しかしながら、回路技術の限界が押し上げられ、ＶＬＳＩ及びＵＬＳＩ技術において寸法が縮小することにより、処理能力にさらに要求が課せられることになった。基板上に信頼度の高いゲート構造を形成することは、ＶＬＳＩ及びＵＬＳＩの成功にとって、また、個々の基板やダイの回路密度や品質を高める継続的な取り組みにとって重要なことである。
【０００３】
［０００３］これらの特徴を形成する際には、エッチングマスクとしてフォトレジスト層を用いるエッチング処理が利用されることが多い。エッチャントの適用可能な基板の領域を制御するために、端部リングを使用することができる。通常、エッチャントが端部リング近傍の露出した基板表面で蓄積されることにより、その領域が過剰にエッチングされることになる（これはエッジロールアップ（ｅｄｇｅ  ｒｏｌｌ−ｕｐ）とも呼ばれる）。ウエハ端部のエッチング量（ＥＡ）は、ウエハの周りに配置されたニッケル端部リング（Ｎｉ−ＥＲ）を用いて制御される。金属Ｎｉは、過剰なエッチャントを抑える化学触媒として作用して、ウエハ端部の近くの過剰なエッチャントを取り除く。
【０００４】
［０００４］しかしながら、一部の製造用ウエハは、可変量のＴｉＮなどの金属化合物を含む。これらの化合物に対して優れた選択率（例えば、５００：１を上回る率）を有するエッチング処理においても、Ｓｉエッチング処理の間に少量がエッチングされ得る。大気中のＴｉ種は、処理キット及びニッケル端部リングのアルミニウム構成要素などのチャンバ部分に堆積される。Ｔｉは、ニッケル端部リングの触媒活性に影響を及ぼす場合があり、それによりニッケル端部リングの保護活性が妨げられる。端部リングの触媒活性が失われることにより、ウエハ端部の近くで強力なＳｉエッチングが行われ、Ｓｉ膜上のエッチングの均一性が貧弱となり、１２％以上の割合で非均一性が含まれ得る。
【０００５】
［０００５］エッチングプロファイルの回復が、汚染成分の高温ベークアウト（例えば、１６０℃の温度でのベーキング）及び部品の拭き取り（例えば、湿式及び乾式の拭き取りを使用）によって試みられることもあったが、成功しなかった。他のオプションには、すべての構成要素部品及び端部リングを新しい構成要素と交換することが含まれる。しかし、構成要素の交換は、時間がかかり、コスト効率がよくない。
【０００６】
［０００６］したがって、当該技術では、エッチングチャンバ構成要素を洗浄するか、又はその活性を回復するための方法が必要とされている。
【発明の概要】
【０００７】
［０００７］本開示は、半導体用途におけるエッチング処理の後に、チャンバ構成要素をＴｉの汚染から回復するための方法を提供する。一実施例では、洗浄方法は、プラズマを使用して、水素含有前駆体及びフッ素含有前駆体を含むエッチング混合ガスを活性化させて、活性化されたエッチング混合ガスを生成することと、処理チャンバの処理領域に活性化されたエッチング混合ガスを供給することであって、処理チャンバが、その中に位置付けされた端部リングを有し、端部リングが、触媒及び抗触媒物質（ａｎｔｉｃａｔａｌｙｔｉｃ  ｍａｔｅｒｉａｌ）を含み、活性化されたガスが、端部リングから抗触媒物質を取り除く、活性化されたエッチング混合ガスを供給することとを含む。
【０００８】
［０００８］別の実施例では、基板を処理するための方法は、処理チャンバの処理領域内に位置付けされた基板をエッチングすることであって、基板が、触媒を含む端部リングと共に位置付けされ、基板をエッチングすることにより、抗触媒物質が端部リング上に堆積される、基板をエッチングすることと、基板を処理領域から取り除くことと、水素含有前駆体及びフッ素含有前駆体を含むエッチング混合ガスを使用して遠隔プラズマを形成することと、処理領域内の端部リングに遠隔プラズマを供給することであって、遠隔プラズマが、端部リングから抗触媒物質を取り除く、遠隔プラズマを供給することとを含む。
【０００９】
［０００９］別の実施例では、デバイスの洗浄方法は、処理チャンバのプラズマキャビティにエッチング混合ガスを供給することであって、処理チャンバが、端部リングを有し、端部リングが、ニッケル、及び５原子量％未満のチタンを含む、エッチング混合ガスを供給することと、エッチング混合ガスを使用して、遠隔プラズマを形成することであって、エッチング混合ガスが、Ｈ２及びＮＦ３を含み、Ｈ２とＮＦ３との濃度の比率が、少なくとも３：１の比であり、比率の前項が最小値を決定する、遠隔プラズマを形成することと、プラズマキャビティから処理チャンバの処理領域に遠隔プラズマを供給することであって、遠隔プラズマが、端部リングから抗触媒物質を取り除く、遠隔プラズマを供給することとを含み得る。       
【図面の簡単な説明】
【００１０】
［００１０］本発明の上述の特徴を詳細に理解することができるように、上記で簡単に要約された本発明のより具体的な説明を、実装形態を参照することによって得ることができる。そのうちの幾つかの実装形態は、添付の図面に示されている。しかしながら、本発明は他の等しく有効な実装形態も許容し得るため、添付の図面は、本発明の典型的な実装形態のみを示しており、したがって、本発明の範囲を限定すると見なすべきではないことに留意されたい。
【００１１】
【図１】基板にエッチング処理を施すために利用され得るエッチング処理チャンバを示す。
【図２】一実装形態に係る、端部リングから抗触媒物質を洗浄する方法のフロー図を示す。
【００１２】
［００１３］理解を容易にするために、可能な場合には、図に共通する同一の要素を指し示すのに同一の参照番号が使用された。ある実装形態の要素及び特徴は、さらなる記述がなくとも、他の実装形態に有益に組み込まれ得ると考えられている。
【００１３】
［００１４］しかしながら、本明細書に記載された方法は、他の等しく有効な実装形態も許容し得るので、添付の図面は、典型的な実装形態のみを示しており、ゆえにその範囲を限定すると見なすべきではないことに留意されたい。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［００１５］本明細書に記載された実装形態は、概して、半導体用途におけるエッチング処理の後に、チャンバ構成要素をＴｉの汚染から回復するための方法に関する。一実施例では、本方法は、遠隔プラズマをニッケル端部リングなどの触媒端部リングに供給することを含む。遠隔プラズマは、水素含有種及びフッ素含有種を含む。
【００１５】
［００１６］エッチング処理中、幾らかのチタンがエッチングされてから端部リング上に再堆積される。これにより、端部リングの触媒活性が減少し、端部リングと基板との界面におけるエッチングが増大する。水素含有前駆体及びフッ素含有前駆体を含むプラズマを端部リングに供給することにより、端部リングを洗浄することができ、触媒活性を回復することができる。この洗浄処理は、ダウンタイム及び交換された構成要素のコストを減少させる。本明細書に開示される実装形態は、以下の図面を参照することにより、より明白に説明される。
【００１６】
［００１７］図１は、下記で更に説明される、端部リングの汚染物質除去処理の実行に適した、例示的な処理チャンバ１００の断面図である。処理チャンバ１００は、基板表面に配置された材料層から材料を取り除くように構成され得る。処理チャンバ１００は、特に、プラズマ支援型ドライエッチング処理に有用である。処理チャンバ１００は、カリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズ社から入手可能な、Ｆｒｏｎｔｉｅｒ（商標）チャンバ、ＰＣｘＴ  Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｐｒｅｃｌｅａｎ（商標）（ＲＰＣ）チャンバ、ＡＫＴＩＶ  Ｐｒｅ−Ｃｌｅａｎ（商標）チャンバ、Ｓｉｃｏｎｉ（商標）チャンバ、又はＣａｐａ（商標）チャンバであり得る。他の製造業者から入手可能な他の真空処理チャンバも、本明細書に記載された実装形態を実行するように適合され得ることに留意されたい。
【００１７】
［００１８］処理チャンバ１００は、チャンバ本体１１２、リッドアセンブリ１４０、及び支持アセンブリ１８０を含む。リッドアセンブリ１４０は、チャンバ本体１１２の上端部に配置されており、支持アセンブリ１８０は、少なくとも部分的にチャンバ本体１１２の中に配置されている。
【００１８】
［００１９］チャンバ本体１１２は、処理チャンバ１００の内部へのアクセスを設けるために、チャンバ本体１１２の側壁に形成されたスリットバルブ開口１１４を含む。スリットバルブ開口１１４は、選択的に開閉し、ウエハハンドリングロボット（図示せず）によるチャンバ本体１１２の内部へのアクセスを可能にする。
【００１９】
［００２０］１つ又は複数の実装形態では、チャンバ本体１１２は、チャネル１１５を含む。チャネル１１５を通して熱伝達流体を流すためにチャネル１１５はチャンバ本体１１２内に形成される。チャンバ本体１１２は、支持アセンブリ１８０を囲むライナ１２０をさらに含み得る。ライナ１２０は、保守及び洗浄のために取外し可能である。１つ又は複数の実装形態では、ライナ１２０は、１つ又は複数の開孔１２５、及び真空システムと流体連通している、ライナ内に形成されたポンピングチャネル１２９を含む。開孔１２５は、ガスがポンピングチャネル１２９に入るための流路を設け、それにより、処理チャンバ１００内のガスの出口が設けられる。
【００２０】
［００２１］真空システムは、真空ポンプ１３０、及び処理チャンバ１００を通るガスの流れを制御するスロットルバルブ１３２を含み得る。真空ポンプ１３０は、チャンバ本体１１２内に配置された真空ポート１３１に連結され、したがって、ライナ１２０内に形成されたポンピングチャネル１２９と流体連通している。リッドアセンブリ１４０は、少なくとも２つの積み重ねられた構成要素を含む。少なくとも２つの構成要素は、それらの間にプラズマ空間又はキャビティが形成されるように構成されており、遠隔プラズマ源が形成される。１つ又は複数の実装形態では、リッドアセンブリ１４０は、第２の電極１４５（下方電極）の鉛直上方に配置された第１の電極１４３（上方電極）を含み、第１の電極１４３と第２の電極１４５との間にプラズマ空間又はプラズマキャビティ１５０が限定される。第１の電極１４３は、ＲＦ電源などの電源１５２に接続され、第２の電極１４５は、接地に接続され、２つの電極１４３、１４５の間に遠隔プラズマを処理領域１４１に供給するためのキャパシタンスが形成される。
【００２１】
［００２２］１つ又は複数の実装形態では、リッドアセンブリ１４０は、第１の電極１４３の上部セクション１５６内に少なくとも部分的に形成されている、１つ又は複数のガス注入口１５４（１つのみを図示）を含む。１つ又は複数の処理ガスが、１つ又は複数のガス注入口１５４を経由してリッドアセンブリ１４０に入る。１つ又は複数のガス注入口１５４は、その第１の端部においてプラズマキャビティ１５０と流体連通しており、その第２端部において、１つ又は複数の上流ガス源、及び／又は、ガスミキサのような他のガス供給構成要素に連結されている。１つ又は複数の実装形態では、第１の電極１４３は、プラズマキャビティ１５０を収容する拡張セクション１５５を有する。
【００２２】
［００２３］１つ又は複数の実装形態では、拡張セクション１５５は、環状部材であり、その上部１５５Ａからその下部１５５Ｂにかけて内表面又は内径１５７が徐々に増大する。そのため、第１の電極１４３と第２の電極１４５との間の距離は、変動可能である。変動距離は、プラズマキャビティ１５０内で生成されたプラズマの形成及び安定性の制御に役立つ。プラズマキャビティ１５０内で生成されたプラズマは、支持アセンブリ１８０の上方の、基板が処理される処理領域１４１内に入る前に、リッドアセンブリ１４０内で画定される。プラズマは、処理領域１４１から離れたところで生成される遠隔プラズマ源であるとみなされる。
【００２３】
［００２４］リッドアセンブリ１４０は、第１の電極１４３を第２の電極１４５から電気的に絶縁する、アイソレータリング１６０をさらに含み得る。リッドアセンブリ１４０は、第２の電極１４５に隣接した、分配プレート１７０及びブロッカプレート１７５をさらに含み得る。第２の電極１４５、分配プレート１７０、及びブロッカプレート１７５は、チャンバ本体１１２に接続されたリッド縁部１７８に積み重ねられ、配置され得る。１つ又は複数の実装形態では、第２の電極１４５は、プラズマキャビティ１５０の下方に形成された複数のガス通路又はガス開孔１６５を含み得、それにより、そこを通ってプラズマキャビティ１５０からガスが流れることが可能になる。分配プレート１７０は、実質的にディスク形状であり、それを通るガスの流れを分配する複数の開孔１７２又は経路をさらに含む。１つ又は複数の実装形態では、分配プレート１７０は、リッドアセンブリ１４０の温度制御をもたらすために、ヒータ又は加熱流体を収納する１つ又は複数の埋設チャネル又は通路１７４を含む。ブロッカプレート１７５は、第２の電極１４５から分配プレート１７０まで複数のガス通路を設けるため、複数の開孔１７６を含む。分配プレート１７０に制御された均等なガス流分配をもたらすために、開孔１７６をサイズ調整して、ブロッカプレート１７５の周囲に位置付けすることができる。
【００２４】
［００２５］支持アセンブリ１８０は、チャンバ本体１１２内の処理のために、基板（この図では図示せず）を支持する支持部材１８５を含み得る。支持部材１８５は、シャフト１８７を通して、リフト機構１８３に連結され得る。シャフト１８７は、チャンバ本体１１２の底面に形成された中央配置開口１１６を通って延在する。リフト機構１８３は、シャフト１８７の周囲からの真空漏れを防止するベローズ１８８によって、チャンバ本体１１２に可撓的に密封され得る。
【００２５】
［００２６］一実装形態では、電極１８１は、複数のＲＦバイアス電源１８４、１８６に連結されている。ＲＦバイアス電源１８４、１８６は、支持部材１８５内に配置された電極１８１間に連結される。ＲＦバイアス電源は、チャンバ本体の処理領域１４１内に配置されたガスから形成されるプラズマ放電を励起し、維持する。
【００２６】
［００２７］図１に示す実装形態では、デュアルＲＦバイアス電源１８４、１８６は、整合回路１８９を通じて、支持部材１８５内に配置された電極１８１に連結される。処理チャンバ１００内に供給された混合ガスをイオン化することにより、堆積又は他のプラズマ強化処理を実行するのに必要なイオンエネルギーを与えるために、ＲＦバイアス電源１８４、１８６によって生成された信号は、単一フィードを通して、整合回路１８９を通して支持部材１８５に送達される。ＲＦバイアス電源１８４、１８６は、概して、約５０ｋＨｚから約２００ＭＨｚまでの周波数、及び約０ワットから約５０００ワットまでの電力を有するＲＦ信号を生成することが可能である。必要に応じてプラズマの特性を制御するために、追加のバイアス電源が電極１８１に連結されてもよい。
【００２７】
［００２８］支持部材１８５は、リフトピン１９３を収容するために、貫通するように形成されたボア１９２を含み得、そのうちの１つが図１に示されている。各リフトピン１９３は、セラミック又はセラミック含有材料で構成されており、基板の取り扱い及び搬送のために使用される。リフトピン１９３は、チャンバ本体１１２内に配置された環状リフトリング１９５と係合している時に、それぞれのボア１９２の中で可動である。支持アセンブリ１８０は、支持部材１８５の周りに配置された端部リング１９６をさらに含み得る。
【００２８】
［００２９］支持アセンブリ１８０の温度は、支持部材１８５の本体に埋設された流体チャネル１９８を通って循環する流体によって制御され得る。１つ又は複数の実装形態では、流体チャネル１９８は、支持アセンブリ１８０のシャフト１８７を通るように配置された熱伝達導管１９９と流体連通している。流体チャネル１９８は、支持部材１８５の周辺に位置付けされており、支持部材１８５の基板受容表面に均一な熱伝達をもたらす。流体チャネル１９８及び熱伝達導管１９９は、支持部材１８５を加熱又は冷却するために熱伝達流体を流すことができる。水、窒素、エチレングリコール、又はそれらの混合物といった、任意の適切な熱伝達流体が使用され得る。支持部材１８０は、支持部材１８５の支持面の温度をモニタリングする埋設された熱電対（図示せず）をさらに含み得る。例えば、熱電対からの信号をフィードバックループで使用して、流体チャネル１９８を通って循環する流体の温度又は流量を制御することができる。
【００２９】
［００３０］支持部材１８５とリッドアセンブリ１４０との間の距離を制御することができるように、支持部材１８５をチャンバ本体１１２の中で垂直に動かすことができる。センサ（図示せず）は、処理チャンバ１００内の支持部材１８５の位置に関する情報を提供することができる。
【００３０】
［００３１］処理チャンバ１００の動作を調節するため、システムコントローラ（図示せず）を使用することができる。システムコントローラは、コンピュータのメモリに保存されたコンピュータプログラムの制御の下で動作可能である。コンピュータプログラムは、下記で説明する洗浄処理が処理チャンバ１００内で実行されることを可能にする指令を含み得る。例えば、コンピュータプログラムは、処理のシーケンス及びタイミング、ガスの混合、チャンバ圧力、ＲＦ電力レベル、サセプタの位置付け、スリットバルブの開閉、ウエハの冷却、及び特定の処理の他のパラメータを指示することができる。
【００３１】
［００３２］図２は、基板をエッチングした後、端部リングを洗浄する方法２００を示す。１つ又は複数の実装形態では、基板は、シリコン含有構成要素及びチタン含有構成要素などの金属含有構成要素の両方を含む。一実装形態では、基板は、塩素又はフッ素を使用してエッチングされる。エッチング処理によって、端部リングの内又は上にチタンなどの抗触媒構成要素が残る。次いで、端部リングは水素及びフッ素を含むプラズマで処理され、端部リングから抗触媒構成要素が取り除かれる。本明細書に記載された方法を使用すると、端部リングの触媒活性が回復し、ダウンタイムが減少し、コストが低下し、チャンバライナが保護される。
【００３２】
［００３３］方法２００は、処理チャンバの処理領域内に位置付けされた基板をエッチングすること２０２によって始まる。基板は、結晶シリコン（例えば、Ｓｉ＜１００＞又はＳｉ＜１１１＞）、酸化シリコン、ストレインドシリコン、シリコンゲルマニウム、ゲルマニウム、ドープされた又はドープされていないポリシリコン、ドープされた又はドープされていないシリコンウエハ及びパターン形成された又はパターン形成されていないウエハシリコンオンインシュレータ（ＳＯＩ）、炭素がドープされた酸化シリコン、窒化シリコン、ドープされたシリコン、ゲルマニウム、ヒ化ガリウム、ガラス、又はサファイアなどの材料であってもよい。基板２０３は、２００ｍｍ、３００ｍｍ、４５０ｍｍ、又はその他の直径、並びに長方形又は正方形のパネルなどの様々な寸法を有し得る。別途明記されていない限り、本明細書に記載された実施例は、３００ｍｍ直径を有する基板に対して実行される。
【００３３】
［００３４］基板は、端部リングと共に位置付けされる。端部リングは、ニッケルなどの触媒を含む。基板をエッチングする際に、エッチャントは、抗触媒物質を基板から部分的に抽出する。本明細書で用いられる抗触媒物質は、端部リングの触媒特性に影響を及ぼすチタンなどの任意の材料のことを説明する。通常のエッチング操作の間、端部リングと基板との間の界面でエッチャントが蓄積するようになる。これにより、表面が不均一となり、これはデバイスの性能にとって有害であり得る。このことを防ぐために、端部リングは、ニッケルなどの触媒物質を含む。触媒物質は、端部リングと基板との界面の近くのエッチャントのエッチング活性を減少させる。チタンなどの抗触媒物質は、端部リングの触媒活性を低下させ、その後のエッチング処理の間に表面が不均一となることを許してしまう。
【００３４】
［００３５］次いで、２０４において、基板は処理領域から取り除かれる。十分にエッチングされた基板は、次いで、チャンバから取り出される。基板は、処理が完了してもよく、又は、クラスタツール内で別のチャンバに移動させられてもよい。これにより、基板のさらなる制御されていないエッチングが防止され、且つ、抗触媒物質が端部リング上にさらに堆積されることが防止される。
【００３５】
［００３６］２０６において、エッチング混合ガスを使用して遠隔プラズマが形成される。エッチング混合ガスは、水素含有前駆体及びフッ素含有前駆体を含む。端部リングから抗触媒物質をエッチングするために、エッチング混合ガスが処理チャンバ内に供給される。端部リングの触媒活性を回復するように抗触媒物質が十分に取り除かれるまで、エッチング混合ガスが、継続的又は断続的に供給されて、抗触媒物質がエッチングされる。
【００３６】
［００３７］一実装形態では、抗触媒物質をエッチングするように選択されたエッチング混合ガスは、少なくとも水素含有ガス及びフッ素含有前駆体を含む。フッ素含有前駆体の適切な例には、Ｆ２、ＨＦ、ＮＦ３、ＸｅＦ２、ＣＦ４、ＣＦＨ３、ＣＨ２Ｆ２、ＣＨ３Ｆ、これらの組み合わせ、又はその他が含まれる。
【００３７】
［００３８］水素含有前駆体の適切な例には、Ｈ２、Ｈ２Ｏ、Ｈ２Ｏ２、これらの組み合わせ、又はその他が含まれる。必要に応じてプロファイル制御を支援するために、さらに不活性ガスがエッチング混合ガス内に供給され得る。混合ガス内に供給される不活性ガスの例には、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｘｅ、又はその他が含まれる。特定の一実施例では、エッチング混合ガスには、ＮＦ３、Ｈ２、及びＡｒ又はＨｅが含まれる。
【００３８】
［００３９］理論に縛られることを意図しないが、水素とフッ素との組み合わせによって、処理チャンバ内の処理キット構成要素に対して有害な影響がない状態で、端部リングの洗浄が可能となると考えられている。遠隔プラズマ内で生成された水素ラジカルは、端部リング及びその他のチャンバ部品に堆積されたＴｉ種と反応して、水素リッチな化学錯体（例えば、ＴｉＦ４と相互作用する水素）が形成される。これらの水素化錯体は、上述の触媒処理を回復し、基板端部付近の過剰なエッチャントを減らす。
【００３９】
［００４０］一実装形態では、エッチング混合ガス内に供給されるフッ素含有前駆体は、約１００ｓｃｃｍから約１００００ｓｃｃｍの間の体積流量で維持され得る。Ｈ２ガスは、約１００ｓｃｃｍから約１００００ｓｃｃｍの間の体積流量で維持され得る。任意選択的な不活性ガスは、約０ｓｃｃｍから約１００００ｓｃｃｍの間の体積流量で処理チャンバに供給され得る。代替的に、フッ素含有前駆体、水素含有前駆体、及び不活性ガスの流量は、所定の比率で混合ガス内に供給され得る。例えば、フッ素含有前駆体と水素含有前駆体とのガス体積流量の比率は、約１：１を越える比（例えば、少なくとも３：１）で制御される。代替的に、フッ素含有前駆体と不活性ガスとのガス体積流量の比率は、約１：１と約１：１０００との間で制御される。この文脈では、「少なくとも」、「未満」、「より大きい」、又はその他の比率の比較値は、比率の後項ではなく、前項の増加又は減少した値を説明する。
【００４０】
［００４１］シリコン材料３０６をエッチングするためのエッチング混合ガスからプラズマキャビティ１５０内に遠隔プラズマ源を形成するために、エッチング混合ガスは、プラズマキャビティ１５０を通して、処理チャンバ１００内に供給され得る。
【００４１】
［００４２］エッチング混合ガスから処理チャンバ１００内に導入されるガスの量は、例えば、除去される抗触媒物質の厚み、洗浄される端部リングの形状、プラズマの空間容量、チャンバ本体の空間容量、並びにチャンバ本体に連結された真空システムの能力に適合するように変更且つ調整され得る。
【００４２】
［００４３］フッ素含有前駆体と水素含有前駆体との比率は、抗触媒物質と端部リング内の他の材料との間の選択性を含むエッチング選択性を改善するよう調整することができることに留意されたい。電源１５２からの遠隔プラズマ電力が生成され、それにより、上述のように供給されたエッチング混合ガスからプラズマキャビティ内でプラズマが形成される。プラズマキャビティ内で遠隔に生成されたプラズマは、比較的軟質で柔らかなエッチャントを形成するためにエッチャントを分離する場合があり、それにより、下層の端部リング材料が露出されるまで、ゆっくりと、穏やかに、徐々に抗触媒物質がエッチングされる。
【００４３】
［００４４］２０８において、遠隔プラズマは、次いで、処理領域内の端部リングに供給される。遠隔プラズマは、抗触媒物質を端部リングから取り除く。遠隔プラズマは、次いで、端部リングから抗触媒物質をエッチングするために、端部リングに供給される。エッチング処理は、遠隔プラズマ源を利用して、緩やかな速度で進行するように制御され得る。その結果、遠隔プラズマ処理は、界面のエッチングのための優れた制御をもたらし、高いエッチング選択性を促進し、それにより、処理キットの端部リング又はアルミニウム構成要素の組成を損傷せずに、端部リングから取り除かれる抗触媒物質の正確なエッチング終点が可能となる。
【００４４】
［００４５］エッチング処理中、幾つかの処理パラメータは、エッチング処理を制御するために調整され得る。例示的な一実装形態では、処理チャンバ１００内の処理圧力は、０．５Ｔｏｒｒ未満（例えば、約１０ｍＴｏｒｒから約１００ｍＴｏｒｒの間）に調整される。代替的に、ＲＦバイアス電力は、任意選択的に、ＲＦバイアス電源１８４、１８６を通して、基板支持部材１８５内に配置された電極１８１に供給され得る。例えば、必要に応じてエッチング混合ガスを供給している間、約３００ワット未満（例えば、１００ワット未満、約２０ワットから約９５ワットの間など）のＲＦバイアス電力が印加され得る。ＲＦ源電力は、任意選択的に、必要に応じて処理チャンバ１００に供給され得る。基板温度は、摂氏約２５度と摂氏約１０００度との間（例えば、摂氏約３０度と摂氏約５００度との間、摂氏約５０度及び摂氏約１５０度など）に維持される。一実装形態では、イオン衝突を減少させるために、エッチング処理の間にＲＦバイアス電力又はＲＦ源電力は供給されない。別の実施例では、イオン衝突を減少させるために、エッチング処理の間にＲＦバイアス電力又はＲＦ源電力は供給されない。さらに別の実施例では、イオン衝突を減少させるために、エッチング処理の間にＲＦバイアス電力は供給されない。
【００４５】
［００４６］したがって、水素含有前駆体及びフッ素含有前駆体を含む、活性化された第１のガスを供給することにより、過剰な抗触媒物質を触媒端部リングから取り除くことができる。触媒端部リングの回復は、他のワーキングソリューション（例えば、部品交換）と比べて、幾重にもコスト削減と時間短縮をもたらすことができる。さらに、チャンバの解体も必要ない。さらに、上述の方法は、既存のエッチング及び洗浄処理に対して最小限の変更しか適用しない。水素前駆体の流量、プラズマ生成電力、ＩＣＣ処理時間は、ユーザが端部のエッチング量を制御することを可能にする。最後に、上述の方法は、特定の金属汚染を減少させるという第３の利点を有する。揮発性金属水素化物の形成に起因する、処理領域内の幾つかの金属汚染（例えば、クロム）をなくすことができる。
【００４６】
［００４７］以上の記述は、本明細書に記載された方法の実装形態を対象としているが、本開示の基本的な範囲から逸脱することなく、方法の他の実装形態及びさらなる実装形態を考案してもよく、本開示の範囲は、下記の特許請求の範囲によって決定される。
【図１】
2019502269.tif 000003
【図２】
2019502269.tif 000004
【国際調査報告】
2019502269.tif 000005
2019502269.tif 000006
2019502269.tif 000007
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